Question

【題目】干細胞技術在再生醫(yī)學中具有廣泛的應用前景。我國科學家利用胚胎干細胞通過靶向編輯單個能夠助人長壽的某個基因（FOXO3）產(chǎn)生了世界上首例遺傳增強的人類血管細胞。這些血管細胞與野生型血管細胞相比，能延緩細胞衰老和增強心血管穩(wěn)態(tài)。請回答：

（1）哺乳動物的胚胎干細胞是由________中分離出來的一類細胞，這類細胞在飼養(yǎng)層細胞上培養(yǎng)時，能夠維持_________狀態(tài)，為科學研究提供良好素材。

（2）研究人員利用基因編輯技術置換了人類胚胎干細胞中FOXO3，基因的兩個核苷酸，從而使FOXO3控制的物質(zhì)發(fā)生改變，使其磷酸化和降解過程受到抑制。這一研究屬于__________工程的范疇；由此推斷經(jīng)過基因編輯的胚胎干細胞能延緩衰老的直接原因最可能是_________________________________________。

（3）胚胎干細胞在培養(yǎng)時除了必須的營養(yǎng)條件外，還需要的氣體環(huán)境是___________；為防止代謝產(chǎn)物對細胞造成危害，應采取的措施是______________________。

（4）研究人員在培養(yǎng)液中加入___________，可以誘導胚胎干細胞形成不同的血管細胞，這一過程的實質(zhì)是____________。

Answer 1

【答案】早期胚胎或原始性腺 可以增殖而不發(fā)生分化（不分化） 蛋白質(zhì) 細胞中FOXO3蛋白的磷酸化和降解受到了抑制，發(fā)揮作用的時間延長 95%的空氣和5%的二氧化碳 定期更換培養(yǎng)液 分化誘導因子 基因的選擇性表達

【解析】

1、胚胎干細胞的特點：有胚胎細胞的特性，在形態(tài)上表現(xiàn)為體積小，細胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發(fā)育的全能性，可分化為成年動物體內(nèi)任何一種組織細胞。另外，在體外培養(yǎng)的條件下，可以增殖而不發(fā)生分化，可進行冷凍保存，也可進行遺傳改造。

2、動物培養(yǎng)條件：

（1）無菌、無毒的環(huán)境：①消毒、滅菌；②添加一定量的抗生素；③定期更換培養(yǎng)液，以清除代謝廢物。

（2）營養(yǎng)物質(zhì)：糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等，還需加入血清、血漿等天然物質(zhì)。

（3）溫度和pH。

（4）氣體環(huán)境：95%空氣（細胞代謝必需的）和5%的CO2（維持培養(yǎng)液的pH）。

（1）胚胎干細胞可從早期胚胎或原始性腺獲取，功能上具有具有發(fā)育的全能性。這類細胞在飼養(yǎng)層細胞上培養(yǎng)時，能夠維持不分化狀態(tài)，為科學研究提供了良好素材。

（2）利用基因編輯技術置換了人類胚胎干細胞中FOXO3基因的兩個核苷酸，從而使FOXO3蛋白結(jié)構改變，即改變基因使得蛋白質(zhì)結(jié)構發(fā)生改變，屬于蛋白質(zhì)工程；經(jīng)過基因編輯的胚胎干細胞能延緩衰老的直接原因最可能是細胞中FOXO3蛋白結(jié)構改變磷酸化和降解過程受到抑制，發(fā)揮作用的時間延長。

（3）培養(yǎng)胚胎干細胞需要的氣體環(huán)境是95%空氣加5%CO2；定期更換培養(yǎng)液可防止代謝產(chǎn)物對細胞造成危害。

（4）在培養(yǎng)液中加入分化誘導因子，可以誘導胚胎干細胞形成不同的血管細胞，細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達。